(57)【要約】  電磁ブレーキ（３４）は、シャフトのまわりに配置され、シャフトと共に回転軸（３８）のまわりで回転するように構成されたハブ（４８）を含む。電磁石組立体は、軸（３８）のまわりの回転を阻止して固定され、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極（７４）及び外磁極（７８）を画定するハウジング（６４）と、内磁極と外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板（８０）とを含む。導体（６６）は、ブレーキ板（８０）の一方の側で磁極間に配置される。アーマチュア（９６）は、ブレーキ板（８０）の他方の側に配置され、シャフトによって駆動される本体に結合される。電磁石組立体、アーマチュア（９６）、及びハブ（４８）は、導体（６６）が通電されると電磁回路を形成し、アーマチュア（９６）をブレーキ板（８０）に向かって付勢する。回路の磁束の一部は、内磁極（７４）から第１の径方向空隙を横断してハブ（４８）まで径方向内側に進み、次いで、ハブ（４８）から第２の径方向空隙を横断してブレーキ板（８０）まで径方向外側に進む。【選択図】図２
2019510933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトのまわりに配置され、前記シャフトと共に回転軸のまわりで回転するように構成されたハブと、
前記回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体であって、
軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極と、前記内磁極と前記外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを画定するハウジングと、
前記ハウジング内において、前記内磁極と前記外磁極との間で、前記ブレーキ板の第１の側に配置された導体と、
を含む電磁石組立体と、
前記シャフトによって回転駆動される本体に結合するように構成され、前記導体とは反対側の前記ブレーキ板の第２の側に配置されたアーマチュアと、
を備える電磁ブレーキであって、
前記電磁石組立体、前記アーマチュア、及び前記ハブは、前記アーマチュアを前記ブレーキ板と係合する方に付勢するために、電流が前記導体に供給されたときに電磁回路を形成し、前記電磁回路の磁束の一部は、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極から、第１の径方向空隙を横断して、前記ハブまで径方向内側に進み、次いで、前記ハブから第２の径方向空隙を横断して、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板まで径方向外側に進む、電磁ブレーキ。
【請求項２】
前記ハブは、前記シャフトのまわりに配置された第１の軸受に係合するように構成された第１の端部と、前記シャフトのまわりに配置された第２の軸受に係合するように構成された第２の端部とを含む、請求項１に記載の電磁ブレーキ。
【請求項３】
前記第１及び第２の軸受は転がり軸受けを備え、前記ハブの前記第１の端部は、前記第１の軸受の内レースに係合するように構成され、前記ハブの前記第２の端部は、前記第２の軸受の内レースに係合するように構成され、前記第１及び第２の軸受の前記内レースは、前記シャフトと共に回転するように構成される、請求項２に記載の電磁ブレーキ。
【請求項４】
前記ハブは、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極の径方向内側に配置された第１の部分と、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の径方向内側に配置された第２の部分とを有し、前記第１の部分の外径は、前記第２の部分の外径と異なる、請求項１に記載の電磁ブレーキ。
【請求項５】
前記ハブの前記第２の部分の前記外径は、前記ハブの前記第１の部分の前記外径よりも小さい、請求項４に記載の電磁ブレーキ。
【請求項６】
前記ハブの前記第１の部分の前記外径は、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の内径よりも大きい、請求項４に記載の電磁ブレーキ。
【請求項７】
前記ハブは、前記アーマチュアの径方向内側に配置された第３の部分を有し、前記第３の部分の外径は、前記第１の部分の前記外径及び前記第２の部分の前記外径と異なる、請求項４に記載の電磁ブレーキ。
【請求項８】
前記第３の部分の前記外径は、前記第１の部分の前記外径及び前記第２の部分の前記外径よりも小さい、請求項７に記載の電磁ブレーキ。
【請求項９】
前記ハブは、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極の径方向内側に配置された第１の部分と、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の径方向内側に配置された第２の部分とを有し、前記第１の部分の外径は、前記第２の部分の外径に等しい、請求項１に記載の電磁ブレーキ。
【請求項１０】
前記ハブは、前記アーマチュアの径方向内側に配置された第３の部分を有し、前記第３の部分の外径は、前記第１の部分の前記外径及び前記第２の部分の前記外径と異なる、請求項９に記載の電磁ブレーキ。
【請求項１１】
回転軸まわりに回転するように構成されたシャフトと、
前記シャフトによって、前記回転軸のまわりで回転駆動される本体と、
電磁ブレーキと、
を備える動力伝達組立体であって、前記電磁ブレーキは、
前記シャフトのまわりに配置され、前記シャフトと共に前記回転軸のまわりで回転するように構成されたハブと、
前記回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体であって、
軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極と、前記内磁極と前記外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを画定するハウジングと、
前記ハウジング内において、前記内磁極と前記外磁極との間で、前記ブレーキ板の第１の側に配置された導体と、
を含む電磁石組立体と、
前記本体に結合され、前記導体とは反対側の前記ブレーキ板の第２の側に配置されたアーマチュアと、
を含み、
前記電磁石組立体、前記アーマチュア、及び前記ハブは、前記アーマチュアを前記ブレーキ板と係合する方に付勢するために、電流が前記導体に供給されたときに電磁回路を形成し、前記電磁回路の磁束の一部は、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極から、第１の径方向空隙を横断して、前記ハブまで径方向内側に進み、次いで、前記ハブから第２の径方向空隙を横断して、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板まで径方向外側に進む、動力伝達組立体。
【請求項１２】
前記ハブは、前記シャフトのまわりに配置された第１の軸受に係合するように構成された第１の端部と、前記シャフトのまわりに配置された第２の軸受に係合するように構成された第２の端部とを含む、請求項１１に記載の動力伝達組立体。
【請求項１３】
前記第１及び第２の軸受は転がり軸受けを備え、前記ハブの前記第１の端部は、前記第１の軸受の内レースに係合するように構成され、前記ハブの前記第２の端部は、前記第２の軸受の内レースに係合するように構成され、前記第１及び第２の軸受の前記内レースは、前記シャフトと共に回転するように構成される、請求項１２に記載の動力伝達組立体。
【請求項１４】
前記ハブは、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極の径方向内側に配置された第１の部分と、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の径方向内側に配置された第２の部分とを有し、前記第１の部分の外径は、前記第２の部分の外径と異なる、請求項１１に記載の動力伝達組立体。
【請求項１５】
前記ハブの前記第２の部分の前記外径は、前記ハブの前記第１の部分の前記外径よりも小さい、請求項１４に記載の動力伝達組立体。
【請求項１６】
前記ハブの前記第１の部分の前記外径は、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の内径よりも大きい、請求項１４に記載の動力伝達組立体。
【請求項１７】
前記ハブは、前記アーマチュアの径方向内側に配置された第３の部分を有し、前記第３の部分の外径は、前記第１の部分の前記外径及び前記第２の部分の前記外径と異なる、請求項１４に記載の動力伝達組立体。
【請求項１８】
前記第３の部分の前記外径は、前記第１の部分の前記外径及び前記第２の部分の前記外径よりも小さい、請求項１７に記載の動力伝達組立体。
【請求項１９】
前記ハブは、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極の径方向内側に配置された第１の部分と、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の径方向内側に配置された第２の部分とを有し、前記第１の部分の外径は、前記第２の部分の外径に等しい、請求項１１に記載の動力伝達組立体。
【請求項２０】
前記本体は、遊星歯車システムの担体を備える、請求項１１に記載の動力伝達組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、動力伝達組立体のための電磁ブレーキに関する。特に、本開示は、ブレーキの電磁回路の一部を形成して、電磁回路の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ内のアーマチュアとブレーキ板との間の磁気吸引を増大させるように構成されたハブを有する電磁ブレーキに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキは、運動を阻止するために使用され、多くの場合、回転体の運動を制御し、かつ／又は停止させるために、動力伝達組立体で使用される。１つの従来の電磁ブレーキでは、固定された電磁石組立体は、ハウジングと、ハウジング内に配置された導体とを含む。ハウジングの一部はブレーキ板を形成する。電流が導体に供給されると、電磁石組立体のハウジングと、回転体に結合されたアーマチュアとの間に電磁回路が形成されて、アーマチュアを引き寄せてブレーキ板と係合させ、回転体の回転を阻止する。ブレーキ板とアーマチュアとの間の磁気吸引は、電磁回路の比較的高い磁気抵抗によって抑制されることがある。その結果、ブレーキによってもたらすことができるブレーキトルクも抑制されることがある。
【０００３】
ここで、本発明者は、上記に示した欠陥の１つ又は複数を最小化する、かつ／又はなくす電磁ブレーキの必要性を認識した。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、動力伝達組立体のための電磁ブレーキに関する。特に、本開示は、ブレーキの電磁回路の一部を形成して、電磁回路の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ内のアーマチュアとブレーキ板との間の磁気吸引を増大させるように構成されたハブを有する電磁ブレーキに関する。
【０００５】
本教示の一実施形態による電磁ブレーキは、シャフトのまわりに配置されるように構成され、シャフトと共に回転軸のまわりで回転するように構成されたハブを含む。ブレーキは、回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体を更に含む。組立体は、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極を画定するハウジングと、内磁極と外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを含む。組立体は、ハウジング内において、ブレーキ板の第１の側で、内磁極と外磁極との間に配置された導体を更に含む。ブレーキは、シャフトによって回転駆動される本体に結合するように構成されたアーマチュアを更に含む。アーマチュアは、導体とは反対側のブレーキ板の第２の側に配置される。電磁石組立体、アーマチュア、及びハブは、導体に電流が供給された場合に電磁回路を形成して、ブレーキ板と係合する方にアーマチュアを付勢する。電磁回路の磁束の一部は、電磁石組立体のハウジングの内磁極から、第１の径方向空隙を横断してハブまで径方向内側に進み、次いで、ハブから第２の径方向空隙を横断して、電磁石組立体のハウジングのブレーキ板まで径方向外側に進む。
【０００６】
本教示の一実施形態による動力伝達組立体は、回転軸のまわりで回転するように構成されたシャフトと、シャフトによって、回転軸のまわりで回転駆動される本体とを含む。動力伝達組立体は、電磁ブレーキを更に含む。ブレーキは、シャフトのまわりに配置されるように構成され、シャフトと共に回転軸のまわりで回転するように構成されたハブを含む。ブレーキは、回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体を更に含む。電磁石組立体は、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極を画定するハウジングと、内磁極と外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを含む。電磁石組立体は、ハウジング内において、ブレーキ板の第１の側で、内磁極と外磁極との間に配置された導体を更に含む。電磁ブレーキは、本体に結合されたアーマチュアを更に含む。アーマチュアは、導体とは反対側のブレーキ板の第２の側に配置される。電磁石組立体、アーマチュア、及びハブは、導体に電流が供給された場合に電磁回路を形成して、アーマチュアをブレーキ板と係合する方に付勢する。電磁回路の磁束の一部は、電磁石組立体のハウジングの内磁極から、第１の径方向空隙を横断してハブまで径方向内側に進み、次いで、ハブから第２の径方向空隙を横断して、電磁石組立体のハウジングのブレーキ板まで径方向外側に進む。
【０００７】
本教示による動力伝達組立体のための電磁ブレーキは、従来の電磁ブレーキと比較して有利である。特に、ブレーキのハブは、ブレーキの電磁回路の一部を形成するように構成される。この構成は、電磁回路の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ内のアーマチュアとブレーキ板との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくする。
【０００８】
以下の詳細な説明と特許請求の範囲とを読むことで、及び例として本発明の特徴を示す添付図面を検討することで、本発明の前述の、及び他の態様、特徴、細部、有用性、並びに利点が明らかになるであろう。
【０００９】
【００１０】
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本教示の一実施形態による動力伝達組立体の概略図である。
【図２】本教示の一実施形態による電磁ブレーキの断面図である。
【図３】本教示の別の実施形態による電磁ブレーキの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで図面を参照すると、同じ参照数字は、様々な図において同一の構成要素を特定するために使用され、図１は、本教示の一実施形態による動力伝達組立体１０を示している。組立体１０は、船舶のプロペラを駆動するのに使用することができる。しかし、当然のことながら、組立体１０は、多岐にわたる用途で動力を伝達するために使用することができる。組立体１０は、エンジン１２、カウンタシャフト１４、軸受１６、１８、２０、２２、２４、２６、クラッチ２８、プーリー３０、遊星歯車システム３２、及び本教示の一実施形態による電磁ブレーキ３４を含むことができる。
【００１３】
エンジン１２は、様々な用途で使用する動力を発生させる。エンジン１２は、２及び４ストロークエンジンの両方と、様々な数量のシリンダを有するエンジンと、様々なタイプの流体及び点火機構を使用するエンジンとを含む様々なタイプの従来の内燃機関のいずれかを備えることができる。エンジン１２は、図示した実施形態において動力を発生させるために使用されるが、当然のことながら、例えば、電気モータを含む他の動力発生機を使用することもできる。エンジンシャフト３６は、エンジン１２から外側に延在し、回転軸３８のまわりに回転するように構成されている。
【００１４】
カウンタシャフト１４は、エンジンシャフト３６の拡張部として設けられている。カウンタシャフト１４は、エンジンシャフト３６の一方の軸端を受け入れるように構成された一方の軸端面の凹部を画定する。ファスナー（図示せず）は、カウンタシャフト１４をエンジンシャフト３６に結合して、エンジンシャフト３６と共に軸３８のまわりに回転させるために、カウンタシャフト１４の穴を通って、エンジンシャフト３６の一列整列した穴の中に延びることができる。
【００１５】
軸受１６、１８、２０、２２、２４、２６は、組立体１０内の構成要素の相対回転を可能にするために設けられている。図示した実施形態では、軸受１６は、エンジンシャフト３６とクラッチ２８の一部との間に配置され、軸受１８、２０は、エンジンシャフト３６とプーリー３０との間に配置され、軸受２２、２４は、カウンタシャフト１４と遊星歯車システム３２の一部との間に配置され、軸受２６は、カウンタシャフト１４とブレーキ３４の一部との間に配置されている。軸受１６、１８、２０、２２、２４、２６は、例えば、玉軸受又は円筒ころ軸受を使用する転がり軸受を備えることができる。軸受１６、１８、２０の内レースは、エンジンシャフト３６で支持され、シャフト３６と共に回転するように構成されている。軸受２２、２４、２６の内レースは、カウンタシャフト１４で支持され、カウンタシャフト１４と共に回転するように構成されている。
【００１６】
クラッチ２８は、エンジン１２からプーリー３０への動力伝達を制御するために使用される。クラッチ２８は、エンジンシャフト３６と共に回転するように構成されたロータを有する電磁クラッチと、ロータの一方の側に配置された電磁石組立体と、ロータの反対側に配置され、プーリー３０に結合されたアーマチュアとを備えることができる。電磁石組立体に供給された電流により、アーマチュアが引き寄せられてロータと係合して、エンジンシャフト３６からプーリー３０にトルクが伝達される。電流がない場合、アーマチュアはロータから切り離され、トルクはプーリー３０に伝達されない。
【００１７】
プーリー３０は、トルクを、例えば、プーリー３０に巻き掛けられたベルトを介して、別の本体（図示せず）に伝達するために設けられている。プーリー３０は、エンジンシャフト３６及び軸３８を中心として、エンジンシャフト３６及び軸３８のまわりに配置することができ、エンジンシャフト３６のまわりに配置された軸受１８、２０で支持することができる。クラッチ２８が係合すると、プーリー３０は、エンジンシャフト３６と共に回転して、トルクを別の本体に伝達する。図示した実施形態では、プーリー３０が使用されているが、当然のことながら、プーリー３０は、代わりに、スプロケット又は歯車を備えることができる。
【００１８】
遊星歯車システム３２は、船舶のプロペラなどの別の本体の回転（回転方向を含む）を制御するために設けられている。システム１８は、太陽歯車４０と、１つ又は複数の遊星歯車４２及び対応する担体４４と、輪歯車４６とを含むことができる。
【００１９】
太陽歯車４０は、カウンタシャフト１４と共に軸３８のまわりに回転するように構成されている。太陽歯車４０は、カウンタシャフト１４のまわりに配置され、太陽歯車４０及びカウンタシャフト１４が、一体（一部品）構造物を形成するように、カウンタシャフト１４を用いて形成することができる。或いは、太陽歯車４０は、例えば、スプライン結合、キー／キー溝結合、又は締まり嵌めによって、カウンタシャフト１４に結合することもできる。太陽歯車４０は、径方向外側面に複数の歯を画定する。
【００２０】
遊星歯車４２は、太陽歯車４０と輪歯車４６との間で径方向に配置されている。各遊星歯車４２は、太陽歯車４０及び輪歯車４６の歯に係合するように構成された、径方向外側面の歯を画定する。遊星歯車４２は、従来の態様で担体４４に結合され、担体４４と共に軸３８のまわりに回転するように構成されている。遊星歯車４２はまた、遊星歯車４２を貫通する、軸３８に平行な軸のまわりに、担体４４に対して回転するように構成されている。
【００２１】
担体４４は、遊星歯車４２を支持して軸３８のまわりに回転するように設けられている。担体４４は、カウンタシャフト１４のまわりに配置され、軸受２２、２４で支持されている。下記に更に詳細に説明するように、担体４４は、担体４４の回転を制御するために、ブレーキ３４の一部に結合することができる。
【００２２】
輪歯車４６は、トルクを、例えば、輪歯車４６に巻き掛けられた歯付きベルトを介して、別の本体（図示せず）に伝達するために設けられている。輪歯車４６は、太陽歯車４０及び遊星歯車４２の径方向外側に配置され、径方向内側面に、遊星歯車４２の対応する歯に係合するように構成された複数の歯を含む。当然のことながら、輪歯車４６の径方向外側面は、別の歯車に係合するように構成された歯を介する、又は対応するベルトに係合するように構成された平滑面又は歯付き面を介することを含む、トルク伝達を可能にする様々な方法で形成することができる。下記に更に詳細に説明するように、ブレーキ３４が切り離されると、トルクは、エンジンシャフト３６及びカウンタシャフト１４から、太陽歯車４０及び遊星歯車４２を通って輪歯車４６に伝達されて、輪歯車４６の第１の回転方向の回転を引き起こす。ブレーキ３４が係合すると、担体４４は、静止した状態に保持され、エンジンシャフト３６及びカウンタシャフト１４の継続する回転により、輪歯車４６は、第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転する。
【００２３】
電磁ブレーキ３４は、担体４４及び遊星歯車４２の軸３８のまわりの回転を阻止し、それにより、輪歯車４６の回転方向を逆転させるために設けられている。ブレーキ３４は、特定のタイプの動力伝達組立体内に組み込まれるとして本明細書で図示、及び説明したが、当然のことながら、ブレーキ３４は、軸３８のまわりに配置された別の本体の回転を選択的に阻止する、又は停止させることが望ましい様々な動力伝達組立体で使用することができる。例えば、ブレーキ３４は、代替案として、草刈り刃の回転を阻止する、又は停止させるために使用することができる。ここで図２を参照すると、ブレーキ３４は、ハブ４８、電磁石組立体５０、及びアーマチュア組立体５２を含むことができる。
【００２４】
本教示の一態様によれば、ハブ４８は、電磁石組立体５０及びアーマチュア組立体５２と共に、ブレーキ３４に係合するために磁束が貫流する電磁回路の一部を形成するように設けられている。ハブ４８は、回路の一部を形成して、ブレーキ３４内の電磁石４８とアーマチュア組立体５０との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくするように構成されている。ハブ６４は、低炭素鋼を含む、比較的小さい磁気抵抗を有する材料から作製することができる。ハブ４８は、構造的に環状とすることができ、カウンタシャフト１４のまわりに配置されるように構成され、シャフト１４と共に軸３８のまわりに回転するように構成されている。ハブ４８は、軸受２４、２６間に配置され、ハブ４８の一方の軸方向端は、軸受２４に係合するように構成され、ハブ４８の反対側の軸方向端は、軸受２６に係合するように構成されている。特に、ハブ４８は、ハブ４８の軸方向端が、軸受２４、２６の内レースに摩擦係合し、ハブ４８が、軸受２４、２６の内レース及びカウンタシャフト１４と共に回転するように、軸受２４、２６間にクランプすることができる。ハブ４８は、カウンタシャフト１４の直径に大きさを合わせた一定の内径を有することができる。ハブ４８は、ハブ４８の軸方向長さに沿って変化する外径を有することができる。図示した実施形態に示すように、ハブ４８は、互いに異なる外径を有するいくつかの部分５４、５６、５８を含むことができる。部分５４、５６は、電磁石組立体５０の様々な部分の径方向内側に配置することができる。部分５４は、部分５４、５６が、電磁石組立体５０の一部を受けるように構成された肩６０を画定するように、部分５６の外径よりも大きい外径を有することができる。部分５４の外径は、電磁石組立体５０のうちの部分５６の径方向外側に配置された部分の内径よりも大きくすることができる。部分５８は、部分５６の部分５４とは反対の側に配置され、アーマチュア組立体５２の径方向内側に配置することができる。部分５８は、部分５４、５６の外径よりも小さい外径を有することができ、部分５６と共に肩６２を画定することができる。代替実施形態の図３を参照すると、ブレーキ３４と実質的に同様であるが、ハブ４８’を含む電磁ブレーキ３４’が設けられている。ハブ４８’は、ハブ４８と実質的に同様であるが、ハブ４８及びブレーキ３４に比較して製造コストを削減し、ブレーキ３４’のより容易な組立てに寄与するために、ハブ４８とは異なり、ハブ４８’の部分５４’、５６’は、同じ（等しい）直径を有する。その結果、ハウジング６４’の部材６８、７０’の内径も、同じ、又は実質的に同じ内径を有することができる。
【００２５】
電磁石組立体５０は、アーマチュア組立体５２を引き寄せて電磁石組立体５０と係合させて、アーマチュア組立体５２が結合された回転体（図１の動力伝達システムの遊星歯車担体４４など）の回転を阻止するために、ブレーキ３４内に電磁回路を形成するように設けられている。組立体５０は、ハウジング６４及び導体６６を含む。
【００２６】
ハウジング６４は、導体６６を構造的に支持し、導体６６を外部要素、及び物体から保護する。ハウジング６４はまた、ブレーキ３４を作動させるために使用される電磁回路の一部を形成している。ハウジング６４は、低炭素鋼を含む、比較的小さい磁気抵抗を有する材料から作製することができる。ハウジング６４は、複数の部材６８、７０、７２を含むことができる。
【００２７】
部材６８は、電磁石組立体５０の軸方向に延在する内磁極７４を画定する。部材６８の一部は、軸受２６の径方向外側に配置され、軸受２６の外レースで支持されている。部材６８の別の部分は、ハブ４８の部分５４の径方向外側に配置され、部材７０を部材６８に結合するのに使用される、ねじ、又はボルトなどのファスナー７６を受け入れるように構成された１つ又は複数の穴を画定する。
【００２８】
部材７０は、断面が略Ｃ字形状であり、電磁石組立体５０の軸方向に延在する外磁極７８を画定し、外磁極７８は、内磁極７４から径方向に離間している。部材７０は、磁極７４、７８間で径方向に延在するブレーキ板８０を更に画定する。ブレーキ板８０は、ブレーキ板８０とアーマチュア組立体５２との間の磁束の流れの経路を形成するための、径方向及び周方向に離間した複数の弧状スロット８２を画定することができる。ブレーキ板８０はまた、部材６８の対応する穴と一列に整列するように構成され、部材７０を部材６８に結合するのに使用されるファスナー７６を受け入れるように構成された１つ又は複数の穴を画定することができる。図示した実施形態では、穴は先細りになっており、ファスナー７６の頭を受け入れるように構成されている。ブレーキ板８０は、ハブ４８の部分５６の径方向外側に配置されている。ブレーキ板８０の内径は、部材６８のうちのハブ４８の部分５４の径方向外側に配置された部分の内径よりも小さくすることができ、それにより、ハブ４８の肩６０に相補的な部材６８、７０間の肩を画定する。
【００２９】
部材７２は、部材６８の径方向外側に配置され、部材６８で支持されている。部材７２は、締まり嵌めで部材６８に係合することができる。部材７２は、導体６６のブレーキ板８０とは反対側に配置された、径方向に延在する端壁８４を画定する。端壁８４は、導体６６を電源（図示せず）に接続し、かつ／又は回転を阻止して導体６６を固定するために、導体６６が貫通する１つ又は複数の開口８６を画定することができる。部材７２は、外磁極７８の径方向外側に配置されて、磁路の一部を形成することができる、軸方向に延在する部分８８を更に画定する。部材７２は、部分８８の一端から延び、静止構造物に結合するように構成された、径方向に延在するフランジ部分９０を更に画定し、電磁石組立体５０は、静止構造物によって、軸３８に対する回転を阻止して固定することができる。
【００３０】
導体６６は、ハブ４８と、電磁石組立体５０と、アーマチュア組立体５２との間で電磁回路を形成するために設けられている。導体６６は、ハウジング６４内において、内磁極７４と外磁極７８との間で径方向に、かつブレーキ板８０と端壁８４との間で軸方向に配置されている。導体６６は、従来の銅コイル又は磁気抵抗が比較的低い材料の中に内包された同様の導電性構造物を備えることができる。
【００３１】
アーマチュア組立体５２は、図１の動力伝達システムの遊星歯車担体４４などの回転体にブレーキトルクを伝達するために設けられている。組立体５２は、アーマチュアハブ９２、１つ又は複数の板ばね９４、及びアーマチュア９６を含むことができる。図示した実施形態では、アーマチュア組立体５２は担体４４に結合され、カウンタシャフト１４上で担体１４を支持する軸受２２、２４を介して、カウンタシャフト１４に対して回転するように構成されている。しかし、ブレーキ３４が他の伝達組立体で使用される場合、アーマチュア組立体５２は、それ自体、アーマチュア５２がシャフトに対して回転するのを可能にする１つ又は複数の軸受を含むことができる。
【００３２】
ハブ９２は、ブレーキトルクをアーマチュア９６から回転体に伝達するために、遊星歯車担体４４などの回転体に係合するように構成することができる。ハブ９２は、ボルトなどのファスナーを使用して、担体４４に結合することができる。上記のように、ブレーキ３４は、様々な動力伝達組立体と併用することができる。そのため、当然のことながら、ハブ９２の形状及び構成は、ハブ９２が結合され、結合の態様が変わり得る回転体に応じて同様に変えることができる。ハブ９２は、ハブ４８の部分５８の径方向外側に配置することができる。ハブ９２は、各板ばね９４の一端に固定するように更に構成されている。
【００３３】
板ばね９４は、ブレーキ板８０に向かう、及びブレーキ板８０から離れる、アーマチュア９６の軸３８に沿った動作を可能にする。リベットなどの従来のファスナーを使用して、各ばね９４の内側端は、ハブ９２に留めることができ、一方、各ばね９４の外側端は、アーマチュア９６に留めることができる。ばね９４は、アーマチュア９６をブレーキ板８０から離れる方向に、ハブ９２に向かって付勢する。
【００３４】
アーマチュア９６は、ブレーキトルクをアーマチュア組立体５２を介して担体４４又は別の回転体に伝達するために、ブレーキ板８０と選択的に係合するように設けられている。アーマチュア９６は、低炭素鋼を含む、比較的小さい磁気抵抗を有する材料から作製される。アーマチュア９６は、構造を環状とすることができ、軸３８から径方向に距離を置いて配置されるように構成された、径方向及び周方向に離間した複数の弧状スロット９８を画定し、弧状スロット９８は、ブレーキ板８０とアーマチュア９６との間を往復する磁束の流れの経路を形成するために、ブレーキ板８０のスロット８２に対してずれている。アーマチュア９６は、ブレーキ板８０の導体６６とは反対の側に配置されている。
【００３５】
再度図２を参照してブレーキ３４の動作が説明される。アーマチュア９６を引き寄せてブレーキ板８０と係合させるために、電流が導体６６に供給されると、ハブ４８と、電磁石組立体５０のハウジング６４の部材６８、７０、７２と、アーマチュア組立体５２のアーマチュア９６とを含む電磁回路１００が形成される。図２に示すように、回路１００内の磁束は、外磁極７８に達するまで、ブレーキ板８０とアーマチュア９６との間を往復する経路を進む。次いで、磁束は、径方向の空隙を横断して、外磁極７８からハウジング６４の部材７２の部分８８に至る。磁束は、部材７２の部分８８から、部材７２の端壁８４を通って、部材６８の内磁極７４に進む。磁束の一部は、内磁極７４からブレーキ板８０に直接進む。しかし、本教示によれば、磁束の別の部分は、内磁極７４から磁極７４とハブ４８の部分５４との間の径方向の空隙を横断して、ハブ４８の部分５４まで径方向内側に進み、次いで、ハブ４８の部分５６から、ハブ４８の部分５６とブレーキ板８０との間の径方向の空隙を横断して、ブレーキ板８０まで径方向外側に進む。この付加的な経路は、ブレーキ板８０とアーマチュア９６との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくするように働く。導体６６への電流の供給が終了すると、電磁回路は終わり、板ばね９４は、アーマチュア９６をブレーキ板８０から離れる方向に引き寄せる。
【００３６】
本教示による動力伝達１０組立体のための電磁ブレーキ３４は、従来の電磁ブレーキと比較して有利である。特に、ブレーキ３４のハブ４８は、ブレーキ３４の電磁回路１００の一部を形成するように構成される。この構成は、電磁回路１００の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ３４内のアーマチュア９６とブレーキ板８０との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくする。
本発明が、１つ又は複数の特定の実施形態に関連して図示及び説明されたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を行うことができると、当業者には分かるであろう。
【図１】
2019510933.tif 000003
【図２】
2019510933.tif 000004
【図３】
2019510933.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月11日(2018.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトのまわりに配置され、前記シャフトと共に回転軸のまわりで回転するように構成されたハブと、
前記回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体であって、
軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極と、前記内磁極と前記外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを画定するハウジングと、
前記ハウジング内において、前記内磁極と前記外磁極との間で、前記ブレーキ板の第１の側に配置された導体と、
を含む電磁石組立体と、
前記シャフトによって回転駆動される本体に結合するように構成され、前記導体とは反対側の前記ブレーキ板の第２の側に配置されたアーマチュアと、
を備える電磁ブレーキであって、
前記電磁石組立体、前記アーマチュア、及び前記ハブは、前記アーマチュアを前記ブレーキ板と係合する方に付勢するために、電流が前記導体に供給されたときに電磁回路を形成し、前記電磁回路の磁束の一部は、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極から、第１の径方向空隙を横断して、前記ハブまで径方向内側に進み、次いで、前記ハブから第２の径方向空隙を横断して、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板まで径方向外側に進む、電磁ブレーキ。
【請求項２】
前記ハブは、前記シャフトのまわりに配置された第１の軸受に係合するように構成された第１の端部と、前記シャフトのまわりに配置された第２の軸受に係合するように構成された第２の端部とを含む、請求項１に記載の電磁ブレーキ。
【請求項３】
前記第１及び第２の軸受は転がり軸受けを備え、前記ハブの前記第１の端部は、前記第１の軸受の内レースに係合するように構成され、前記ハブの前記第２の端部は、前記第２の軸受の内レースに係合するように構成され、前記第１及び第２の軸受の前記内レースは、前記シャフトと共に回転するように構成される、請求項２に記載の電磁ブレーキ。
【請求項４】
前記ハブは、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極の径方向内側に配置された第１の部分と、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の径方向内側に配置された第２の部分とを有し、前記第１の部分の外径は、前記第２の部分の外径と異なる、請求項１に記載の電磁ブレーキ。
【請求項５】
前記ハブの前記第２の部分の前記外径は、前記ハブの前記第１の部分の前記外径よりも小さい、請求項４に記載の電磁ブレーキ。
【請求項６】
前記ハブの前記第１の部分の前記外径は、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の内径よりも大きい、請求項４に記載の電磁ブレーキ。
【請求項７】
前記ハブは、前記アーマチュアの径方向内側に配置された第３の部分を有し、前記第３の部分の外径は、前記第１の部分の前記外径及び前記第２の部分の前記外径と異なる、請求項４に記載の電磁ブレーキ。
【請求項８】
前記第３の部分の前記外径は、前記第１の部分の前記外径及び前記第２の部分の前記外径よりも小さい、請求項７に記載の電磁ブレーキ。
【請求項９】
前記ハブは、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記内磁極の径方向内側に配置された第１の部分と、前記電磁石組立体の前記ハウジングの前記ブレーキ板の径方向内側に配置された第２の部分とを有し、前記第１の部分の外径は、前記第２の部分の外径に等しい、請求項１に記載の電磁ブレーキ。
【請求項１０】
前記ハブは、前記アーマチュアの径方向内側に配置された第３の部分を有し、前記第３の部分の外径は、前記第１の部分の前記外径及び前記第２の部分の前記外径と異なる、請求項９に記載の電磁ブレーキ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の電磁ブレーキと、
前記シャフトと、
前記シャフトによって、前記回転軸のまわりで回転駆動される前記本体と、
を備える、動力伝達組立体。
【請求項１２】
前記本体は、遊星歯車システムの担体を備える、請求項１１に記載の動力伝達組立体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、動力伝達組立体のための電磁ブレーキに関する。特に、本開示は、ブレーキの電磁回路の一部を形成して、電磁回路の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ内のアーマチュアとブレーキ板との間の磁気吸引を増大させるように構成されたハブを有する電磁ブレーキに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキは、運動を阻止するために使用され、多くの場合、回転体の運動を制御し、かつ／又は停止させるために、動力伝達組立体で使用される。１つの従来の電磁ブレーキでは、固定された電磁石組立体は、ハウジングと、ハウジング内に配置された導体とを含む。ハウジングの一部はブレーキ板を形成する。電流が導体に供給されると、電磁石組立体のハウジングと、回転体に結合されたアーマチュアとの間に電磁回路が形成されて、アーマチュアを引き寄せてブレーキ板と係合させ、回転体の回転を阻止する。ブレーキ板とアーマチュアとの間の磁気吸引は、電磁回路の比較的高い磁気抵抗によって抑制されることがある。その結果、ブレーキによってもたらすことができるブレーキトルクも抑制されることがある。
【０００３】
ここで、本発明者は、上記に示した欠陥の１つ又は複数を最小化する、かつ／又はなくす電磁ブレーキの必要性を認識した。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、動力伝達組立体のための電磁ブレーキに関する。特に、本開示は、ブレーキの電磁回路の一部を形成して、電磁回路の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ内のアーマチュアとブレーキ板との間の磁気吸引を増大させるように構成されたハブを有する電磁ブレーキに関する。
【０００５】
本発明の一実施形態による電磁ブレーキは、シャフトのまわりに配置されるように構成され、シャフトと共に回転軸のまわりで回転するように構成されたハブを含む。ブレーキは、回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体を更に含む。組立体は、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極を画定するハウジングと、内磁極と外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを含む。組立体は、ハウジング内において、ブレーキ板の第１の側で、内磁極と外磁極との間に配置された導体を更に含む。ブレーキは、シャフトによって回転駆動される本体に結合するように構成されたアーマチュアを更に含む。アーマチュアは、導体とは反対側のブレーキ板の第２の側に配置される。電磁石組立体、アーマチュア、及びハブは、導体に電流が供給された場合に電磁回路を形成して、ブレーキ板と係合する方にアーマチュアを付勢する。電磁回路の磁束の一部は、電磁石組立体のハウジングの内磁極から、第１の径方向空隙を横断してハブまで径方向内側に進み、次いで、ハブから第２の径方向空隙を横断して、電磁石組立体のハウジングのブレーキ板まで径方向外側に進む。
【０００６】
本発明の一実施形態による動力伝達組立体は、回転軸のまわりで回転するように構成されたシャフトと、シャフトによって、回転軸のまわりで回転駆動される本体とを含む。動力伝達組立体は、電磁ブレーキを更に含む。ブレーキは、シャフトのまわりに配置されるように構成され、シャフトと共に回転軸のまわりで回転するように構成されたハブを含む。ブレーキは、回転軸のまわりの回転を阻止して固定された電磁石組立体を更に含む。電磁石組立体は、軸方向に延在し、径方向に離間した内磁極及び外磁極を画定するハウジングと、内磁極と外磁極との間で径方向に延在するブレーキ板とを含む。電磁石組立体は、ハウジング内において、ブレーキ板の第１の側で、内磁極と外磁極との間に配置された導体を更に含む。電磁ブレーキは、本体に結合されたアーマチュアを更に含む。アーマチュアは、導体とは反対側のブレーキ板の第２の側に配置される。電磁石組立体、アーマチュア、及びハブは、導体に電流が供給された場合に電磁回路を形成して、アーマチュアをブレーキ板と係合する方に付勢する。電磁回路の磁束の一部は、電磁石組立体のハウジングの内磁極から、第１の径方向空隙を横断してハブまで径方向内側に進み、次いで、ハブから第２の径方向空隙を横断して、電磁石組立体のハウジングのブレーキ板まで径方向外側に進む。
【０００７】
本発明による動力伝達組立体のための電磁ブレーキは、従来の電磁ブレーキと比較して有利である。特に、ブレーキのハブは、ブレーキの電磁回路の一部を形成するように構成される。この構成は、電磁回路の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ内のアーマチュアとブレーキ板との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくする。
【０００８】
以下の詳細な説明と特許請求の範囲とを読むことで、及び例として本発明の特徴を示す添付図面を検討することで、本発明の前述の、及び他の態様、特徴、細部、有用性、並びに利点が明らかになるであろう。
【０００９】
【００１０】
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による動力伝達組立体の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による電磁ブレーキの断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態による電磁ブレーキの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで図面を参照すると、同じ参照数字は、様々な図において同一の構成要素を特定するために使用され、図１は、本発明の一実施形態による動力伝達組立体１０を示している。組立体１０は、船舶のプロペラを駆動するのに使用することができる。しかし、当然のことながら、組立体１０は、多岐にわたる用途で動力を伝達するために使用することができる。組立体１０は、エンジン１２、カウンタシャフト１４、軸受１６、１８、２０、２２、２４、２６、クラッチ２８、プーリー３０、遊星歯車システム３２、及び本発明の一実施形態による電磁ブレーキ３４を含むことができる。
【００１３】
エンジン１２は、様々な用途で使用する動力を発生させる。エンジン１２は、２及び４ストロークエンジンの両方と、様々な数量のシリンダを有するエンジンと、様々なタイプの流体及び点火機構を使用するエンジンとを含む様々なタイプの従来の内燃機関のいずれかを備えることができる。エンジン１２は、図示した実施形態において動力を発生させるために使用されるが、当然のことながら、例えば、電気モータを含む他の動力発生機を使用することもできる。エンジンシャフト３６は、エンジン１２から外側に延在し、回転軸３８のまわりに回転するように構成されている。
【００１４】
カウンタシャフト１４は、エンジンシャフト３６の拡張部として設けられている。カウンタシャフト１４は、エンジンシャフト３６の一方の軸端を受け入れるように構成された一方の軸端面の凹部を画定する。ファスナー（図示せず）は、カウンタシャフト１４をエンジンシャフト３６に結合して、エンジンシャフト３６と共に軸３８のまわりに回転させるために、カウンタシャフト１４の穴を通って、エンジンシャフト３６の一列整列した穴の中に延びることができる。
【００１５】
軸受１６、１８、２０、２２、２４、２６は、組立体１０内の構成要素の相対回転を可能にするために設けられている。図示した実施形態では、軸受１６は、エンジンシャフト３６とクラッチ２８の一部との間に配置され、軸受１８、２０は、エンジンシャフト３６とプーリー３０との間に配置され、軸受２２、２４は、カウンタシャフト１４と遊星歯車システム３２の一部との間に配置され、軸受２６は、カウンタシャフト１４とブレーキ３４の一部との間に配置されている。軸受１６、１８、２０、２２、２４、２６は、例えば、玉軸受又は円筒ころ軸受を使用する転がり軸受を備えることができる。軸受１６、１８、２０の内レースは、エンジンシャフト３６で支持され、シャフト３６と共に回転するように構成されている。軸受２２、２４、２６の内レースは、カウンタシャフト１４で支持され、カウンタシャフト１４と共に回転するように構成されている。
【００１６】
クラッチ２８は、エンジン１２からプーリー３０への動力伝達を制御するために使用される。クラッチ２８は、エンジンシャフト３６と共に回転するように構成されたロータを有する電磁クラッチと、ロータの一方の側に配置された電磁石組立体と、ロータの反対側に配置され、プーリー３０に結合されたアーマチュアとを備えることができる。電磁石組立体に供給された電流により、アーマチュアが引き寄せられてロータと係合して、エンジンシャフト３６からプーリー３０にトルクが伝達される。電流がない場合、アーマチュアはロータから切り離され、トルクはプーリー３０に伝達されない。
【００１７】
プーリー３０は、トルクを、例えば、プーリー３０に巻き掛けられたベルトを介して、別の本体（図示せず）に伝達するために設けられている。プーリー３０は、エンジンシャフト３６及び軸３８を中心として、エンジンシャフト３６及び軸３８のまわりに配置することができ、エンジンシャフト３６のまわりに配置された軸受１８、２０で支持することができる。クラッチ２８が係合すると、プーリー３０は、エンジンシャフト３６と共に回転して、トルクを別の本体に伝達する。図示した実施形態では、プーリー３０が使用されているが、当然のことながら、プーリー３０は、代わりに、スプロケット又は歯車を備えることができる。
【００１８】
遊星歯車システム３２は、船舶のプロペラなどの別の本体の回転（回転方向を含む）を制御するために設けられている。システム３２は、太陽歯車４０と、１つ又は複数の遊星歯車４２及び対応する担体４４と、輪歯車４６とを含むことができる。
【００１９】
太陽歯車４０は、カウンタシャフト１４と共に軸３８のまわりに回転するように構成されている。太陽歯車４０は、カウンタシャフト１４のまわりに配置され、太陽歯車４０及びカウンタシャフト１４が、一体（一部品）構造物を形成するように、カウンタシャフト１４を用いて形成することができる。或いは、太陽歯車４０は、例えば、スプライン結合、キー／キー溝結合、又は締まり嵌めによって、カウンタシャフト１４に結合することもできる。太陽歯車４０は、径方向外側面に複数の歯を画定する。
【００２０】
遊星歯車４２は、太陽歯車４０と輪歯車４６との間で径方向に配置されている。各遊星歯車４２は、太陽歯車４０及び輪歯車４６の歯に係合するように構成された、径方向外側面の歯を画定する。遊星歯車４２は、従来の態様で担体４４に結合され、担体４４と共に軸３８のまわりに回転するように構成されている。遊星歯車４２はまた、遊星歯車４２を貫通する、軸３８に平行な軸のまわりに、担体４４に対して回転するように構成されている。
【００２１】
担体４４は、遊星歯車４２を支持して軸３８のまわりに回転するように設けられている。担体４４は、カウンタシャフト１４のまわりに配置され、軸受２２、２４で支持されている。下記に更に詳細に説明するように、担体４４は、担体４４の回転を制御するために、ブレーキ３４の一部に結合することができる。
【００２２】
輪歯車４６は、トルクを、例えば、輪歯車４６に巻き掛けられた歯付きベルトを介して、別の本体（図示せず）に伝達するために設けられている。輪歯車４６は、太陽歯車４０及び遊星歯車４２の径方向外側に配置され、径方向内側面に、遊星歯車４２の対応する歯に係合するように構成された複数の歯を含む。当然のことながら、輪歯車４６の径方向外側面は、別の歯車に係合するように構成された歯を介する、又は対応するベルトに係合するように構成された平滑面又は歯付き面を介することを含む、トルク伝達を可能にする様々な方法で形成することができる。下記に更に詳細に説明するように、ブレーキ３４が切り離されると、トルクは、エンジンシャフト３６及びカウンタシャフト１４から、太陽歯車４０及び遊星歯車４２を通って輪歯車４６に伝達されて、輪歯車４６の第１の回転方向の回転を引き起こす。ブレーキ３４が係合すると、担体４４は、静止した状態に保持され、エンジンシャフト３６及びカウンタシャフト１４の継続する回転により、輪歯車４６は、第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転する。
【００２３】
電磁ブレーキ３４は、担体４４及び遊星歯車４２の軸３８のまわりの回転を阻止し、それにより、輪歯車４６の回転方向を逆転させるために設けられている。ブレーキ３４は、特定のタイプの動力伝達組立体内に組み込まれるとして本明細書で図示、及び説明したが、当然のことながら、ブレーキ３４は、軸３８のまわりに配置された別の本体の回転を選択的に阻止する、又は停止させることが望ましい様々な動力伝達組立体で使用することができる。例えば、ブレーキ３４は、代替案として、草刈り刃の回転を阻止する、又は停止させるために使用することができる。ここで図２を参照すると、ブレーキ３４は、ハブ４８、電磁石組立体５０、及びアーマチュア組立体５２を含むことができる。
【００２４】
本発明の一態様によれば、ハブ４８は、電磁石組立体５０及びアーマチュア組立体５２と共に、ブレーキ３４に係合するために磁束が貫流する電磁回路の一部を形成するように設けられている。ハブ４８は、回路の一部を形成して、ブレーキ３４内の電磁石５０とアーマチュア組立体５２との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくするように構成されている。ハブ４８は、低炭素鋼を含む、比較的小さい磁気抵抗を有する材料から作製することができる。ハブ４８は、構造的に環状とすることができ、カウンタシャフト１４のまわりに配置されるように構成され、シャフト１４と共に軸３８のまわりに回転するように構成されている。ハブ４８は、軸受２４、２６間に配置され、ハブ４８の一方の軸方向端は、軸受２４に係合するように構成され、ハブ４８の反対側の軸方向端は、軸受２６に係合するように構成されている。特に、ハブ４８は、ハブ４８の軸方向端が、軸受２４、２６の内レースに摩擦係合し、ハブ４８が、軸受２４、２６の内レース及びカウンタシャフト１４と共に回転するように、軸受２４、２６間にクランプすることができる。ハブ４８は、カウンタシャフト１４の直径に大きさを合わせた一定の内径を有することができる。ハブ４８は、ハブ４８の軸方向長さに沿って変化する外径を有することができる。図示した実施形態に示すように、ハブ４８は、互いに異なる外径を有するいくつかの部分５４、５６、５８を含むことができる。部分５４、５６は、電磁石組立体５０の様々な部分の径方向内側に配置することができる。部分５４は、部分５４、５６が、電磁石組立体５０の一部を受けるように構成された肩６０を画定するように、部分５６の外径よりも大きい外径を有することができる。部分５４の外径は、電磁石組立体５０のうちの部分５６の径方向外側に配置された部分の内径よりも大きくすることができる。部分５８は、部分５６の部分５４とは反対の側に配置され、アーマチュア組立体５２の径方向内側に配置することができる。部分５８は、部分５４、５６の外径よりも小さい外径を有することができ、部分５６と共に肩６２を画定することができる。代替実施形態の図３を参照すると、ブレーキ３４と実質的に同様であるが、ハブ４８’を含む電磁ブレーキ３４’が設けられている。ハブ４８’は、ハブ４８と実質的に同様であるが、ハブ４８及びブレーキ３４に比較して製造コストを削減し、ブレーキ３４’のより容易な組立てに寄与するために、ハブ４８とは異なり、ハブ４８’の部分５４’、５６’は、同じ（等しい）直径を有する。その結果、ハウジング６４’の部材６８、７０’の内径も、同じ、又は実質的に同じ内径を有することができる。
【００２５】
電磁石組立体５０は、アーマチュア組立体５２を引き寄せて電磁石組立体５０と係合させて、アーマチュア組立体５２が結合された回転体（図１の動力伝達システムの遊星歯車担体４４など）の回転を阻止するために、ブレーキ３４内に電磁回路を形成するように設けられている。組立体５０は、ハウジング６４及び導体６６を含む。
【００２６】
ハウジング６４は、導体６６を構造的に支持し、導体６６を外部要素、及び物体から保護する。ハウジング６４はまた、ブレーキ３４を作動させるために使用される電磁回路の一部を形成している。ハウジング６４は、低炭素鋼を含む、比較的小さい磁気抵抗を有する材料から作製することができる。ハウジング６４は、複数の部材６８、７０、７２を含むことができる。
【００２７】
部材６８は、電磁石組立体５０の軸方向に延在する内磁極７４を画定する。部材６８の一部は、軸受２６の径方向外側に配置され、軸受２６の外レースで支持されている。部材６８の別の部分は、ハブ４８の部分５４の径方向外側に配置され、部材７０を部材６８に結合するのに使用される、ねじ、又はボルトなどのファスナー７６を受け入れるように構成された１つ又は複数の穴を画定する。
【００２８】
部材７０は、断面が略Ｃ字形状であり、電磁石組立体５０の軸方向に延在する外磁極７８を画定し、外磁極７８は、内磁極７４から径方向に離間している。部材７０は、磁極７４、７８間で径方向に延在するブレーキ板８０を更に画定する。ブレーキ板８０は、ブレーキ板８０とアーマチュア組立体５２との間の磁束の流れの経路を形成するための、径方向及び周方向に離間した複数の弧状スロット８２を画定することができる。ブレーキ板８０はまた、部材６８の対応する穴と一列に整列するように構成され、部材７０を部材６８に結合するのに使用されるファスナー７６を受け入れるように構成された１つ又は複数の穴を画定することができる。図示した実施形態では、穴は先細りになっており、ファスナー７６の頭を受け入れるように構成されている。ブレーキ板８０は、ハブ４８の部分５６の径方向外側に配置されている。ブレーキ板８０の内径は、部材６８のうちのハブ４８の部分５４の径方向外側に配置された部分の内径よりも小さくすることができ、それにより、ハブ４８の肩６０に相補的な部材６８、７０間の肩を画定する。
【００２９】
部材７２は、部材６８の径方向外側に配置され、部材６８で支持されている。部材７２は、締まり嵌めで部材６８に係合することができる。部材７２は、導体６６のブレーキ板８０とは反対側に配置された、径方向に延在する端壁８４を画定する。端壁８４は、導体６６を電源（図示せず）に接続し、かつ／又は回転を阻止して導体６６を固定するために、導体６６が貫通する１つ又は複数の開口８６を画定することができる。部材７２は、外磁極７８の径方向外側に配置されて、磁路の一部を形成することができる、軸方向に延在する部分８８を更に画定する。部材７２は、部分８８の一端から延び、静止構造物に結合するように構成された、径方向に延在するフランジ部分９０を更に画定し、電磁石組立体５０は、静止構造物によって、軸３８に対する回転を阻止して固定することができる。
【００３０】
導体６６は、ハブ４８と、電磁石組立体５０と、アーマチュア組立体５２との間で電磁回路を形成するために設けられている。導体６６は、ハウジング６４内において、内磁極７４と外磁極７８との間で径方向に、かつブレーキ板８０と端壁８４との間で軸方向に配置されている。導体６６は、従来の銅コイル又は磁気抵抗が比較的低い材料の中に内包された同様の導電性構造物を備えることができる。
【００３１】
アーマチュア組立体５２は、図１の動力伝達システムの遊星歯車担体４４などの回転体にブレーキトルクを伝達するために設けられている。組立体５２は、アーマチュアハブ９２、１つ又は複数の板ばね９４、及びアーマチュア９６を含むことができる。図示した実施形態では、アーマチュア組立体５２は担体４４に結合され、カウンタシャフト１４上で担体４４を支持する軸受２２、２４を介して、カウンタシャフト１４に対して回転するように構成されている。しかし、ブレーキ３４が他の伝達組立体で使用される場合、アーマチュア組立体５２は、それ自体、アーマチュア５２がシャフトに対して回転するのを可能にする１つ又は複数の軸受を含むことができる。
【００３２】
ハブ９２は、ブレーキトルクをアーマチュア９６から回転体に伝達するために、遊星歯車担体４４などの回転体に係合するように構成することができる。ハブ９２は、ボルトなどのファスナーを使用して、担体４４に結合することができる。上記のように、ブレーキ３４は、様々な動力伝達組立体と併用することができる。そのため、当然のことながら、ハブ９２の形状及び構成は、ハブ９２が結合され、結合の態様が変わり得る回転体に応じて同様に変えることができる。ハブ９２は、ハブ４８の部分５８の径方向外側に配置することができる。ハブ９２は、各板ばね９４の一端に固定するように更に構成されている。
【００３３】
板ばね９４は、ブレーキ板８０に向かう、及びブレーキ板８０から離れる、アーマチュア９６の軸３８に沿った動作を可能にする。リベットなどの従来のファスナーを使用して、各ばね９４の内側端は、ハブ９２に留めることができ、一方、各ばね９４の外側端は、アーマチュア９６に留めることができる。ばね９４は、アーマチュア９６をブレーキ板８０から離れる方向に、ハブ９２に向かって付勢する。
【００３４】
アーマチュア９６は、ブレーキトルクをアーマチュア組立体５２を介して担体４４又は別の回転体に伝達するために、ブレーキ板８０と選択的に係合するように設けられている。アーマチュア９６は、低炭素鋼を含む、比較的小さい磁気抵抗を有する材料から作製される。アーマチュア９６は、構造を環状とすることができ、軸３８から径方向に距離を置いて配置されるように構成された、径方向及び周方向に離間した複数の弧状スロット９８を画定し、弧状スロット９８は、ブレーキ板８０とアーマチュア９６との間を往復する磁束の流れの経路を形成するために、ブレーキ板８０のスロット８２に対してずれている。アーマチュア９６は、ブレーキ板８０の導体６６とは反対の側に配置されている。
【００３５】
再度図２を参照してブレーキ３４の動作が説明される。アーマチュア９６を引き寄せてブレーキ板８０と係合させるために、電流が導体６６に供給されると、ハブ４８と、電磁石組立体５０のハウジング６４の部材６８、７０、７２と、アーマチュア組立体５２のアーマチュア９６とを含む電磁回路１００が形成される。図２に示すように、回路１００内の磁束は、外磁極７８に達するまで、ブレーキ板８０とアーマチュア９６との間を往復する経路を進む。次いで、磁束は、径方向の空隙を横断して、外磁極７８からハウジング６４の部材７２の部分８８に至る。磁束は、部材７２の部分８８から、部材７２の端壁８４を通って、部材６８の内磁極７４に進む。磁束の一部は、内磁極７４からブレーキ板８０に直接進む。しかし、本発明によれば、磁束の別の部分は、内磁極７４から磁極７４とハブ４８の部分５４との間の径方向の空隙を横断して、ハブ４８の部分５４まで径方向内側に進み、次いで、ハブ４８の部分５６から、ハブ４８の部分５６とブレーキ板８０との間の径方向の空隙を横断して、ブレーキ板８０まで径方向外側に進む。この付加的な経路は、ブレーキ板８０とアーマチュア９６との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくするように働く。導体６６への電流の供給が終了すると、電磁回路は終わり、板ばね９４は、アーマチュア９６をブレーキ板８０から離れる方向に引き寄せる。
【００３６】
本発明による動力伝達組立体１０のための電磁ブレーキ３４は、従来の電磁ブレーキと比較して有利である。特に、ブレーキ３４のハブ４８は、ブレーキ３４の電磁回路１００の一部を形成するように構成される。この構成は、電磁回路１００の磁気抵抗を小さくし、ブレーキ３４内のアーマチュア９６とブレーキ板８０との間の磁気吸引を増大させ、それにより、利用可能なブレーキトルクを大きくする。
本発明が、１つ又は複数の特定の実施形態に関連して図示及び説明されたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を行うことができると、当業者には分かるであろう。
【国際調査報告】
2019510933.tif 000006
2019510933.tif 000007